Spannung erhöhen oder verringern, wenn Batterien verwendet werden?

Die Verwendung eines Aufwärtswandlers bietet den Vorteil, teilweise entladene Batterien verwenden zu können, deren Ausgangsspannung unter die Betriebsspannung Ihres Geräts fällt, bietet jedoch den Nachteil, dass das Gerät Schaden nimmt, wenn die Batteriespannung das erwartete Niveau überschreitet (z wenn Ihr 3,3-Volt-Gerät mit zwei AA-Batterien betrieben wird und über eine 3-Volt-Netzbuchse verfügt, an die jemand eine 5-Volt-Versorgung anschließt), und die Batterieaufnahme zu erhöhen, wenn die Batterien erschöpft sind (was wiederum das Risiko erhöht, dass wiederaufladbare Batterien werden beschädigt, oder nicht wiederaufladbare Batterien werden „auslaufen" (dh korrosive Chemikalien austreten). Außerdem führt dies im Allgemeinen dazu, dass Geräte im Guten wie im Schlechten normal weiterarbeiten, wenn die Batterien altern, bis sie plötzlich a erreichen Punkt, an dem sie ganz aufhören.

Die Verwendung eines Abwärtswandlers bietet eine größere Immunität gegen Eingangsüberspannung und führt dazu, dass die Spannung, die der Hauptschaltung zugeführt wird, abfällt, sobald die Batteriespannung zu stark abgesackt ist. In vielen Fällen führt dies dazu, dass das Gerät mit zunehmendem Alter der Batterien weniger gut funktioniert – manchmal gut, manchmal schlecht. Ein solches Verhalten kann eine schlechte Sache sein, wenn das Gerät unbrauchbar wird, sobald seine Leistung nachlässt, aber es kann eine gute Sache sein, wenn das Gerät einigermaßen nützlich bleibt und wenn ein Benutzer möglicherweise nicht zu unerwarteten Zeiten Batterien wechseln muss.

Batterien nicht parallel schalten. Ihr Ladezustand und ihr Spannungsverhalten sind nicht identisch, auch wenn sie vom gleichen Typ sind. Das liegt am Herstellungsprozess.

Wenn Sie sie parallel schalten, verlangt Ihr Design, dass ihre Spannungen gleich sind. Wenn das Design ausgeschaltet ist, entlädt sich die Batterie mit der höheren Spannung in die mit der niedrigeren Spannung. Lässt die gewählte Batterietechnologie kein Nachladen zu, geht diese Energie verloren. Nach einiger Zeit ist die Spannung gleich und der Energieverlust hört auf. Kommt es jedoch zu einer externen Störung, wie z. B. einem Temperaturanstieg, wird die Spannung der Batteriezellen wieder unterschiedlich sein und es geht wieder etwas Energie verloren.

Deshalb sollten Sie Batteriezellen niemals parallel schalten. Und wenn Sie batteriebetriebene Geräte zurückentwickeln, werden sie immer in Reihe geschaltet.

Keine Stufenumwandlung ist am besten für schwere Lasten. Holen Sie sich eine Übereinstimmung für Batterie und Last für geringere Verluste. Im Allgemeinen sparen höhere Spannungslasten Kupferverluste und Kupfer bei der Fernstromverteilung.

Für Redundanz ist ein paralleler Zellenbetrieb besser. Die stärkere Batterie liefert mehr Leistung, bis sie der schwächeren Batterie entspricht. In Reihe begrenzt jedoch immer die schwächere Batterie die Leistung.

Wenn die Batteriezellenspannung nicht zu niedrig ist, um effizient umgewandelt zu werden, ziehen Sie zwei 7,6-V-Zellen mit unterschiedlichen Eigenschaften in Betracht, die jeweils vom ESR angezeigt werden. Beachten Sie bei der Verwendung von Lasten mit angepasster Leistung, dass die Reihenschaltung der Last eine geringere Leistung zuführt, da die schwächere Zelle (höherer ESR) die für die Last verfügbare Leistung verringert.

Beachten Sie auch, dass dies nur für wiederaufladbare Zellen gilt, die die Spannung während des Ladevorgangs ausgleichen. Primärzellen würden auf diese Weise nicht verwendet, da sie sich gegeneinander entladen würden. Batterien verschleißen mit höherem ESR und geringerer Ah-Kapazität. Wo Batterien eine sehr hohe Leistung und eine niedrige ESR-Fähigkeit haben, werden externe Widerstände und eine Shunt-Anordnung und ein Bypass für eine Reihenschaltung benötigt, um sie zu schützen. Batteriezellen sind in der Regel auf << 2 % Spannung abgestimmt, um einen guten Betrieb in jedem Array, in Reihe oder parallel, zu gewährleisten.